磷酸化修饰组学全面升级-激酶分析与预测轻松复刻

激酶(kinase)是一类将高能供体分子(如ATP)的磷酸基团转移到特定靶分子(底物)的酶，其中最大的激酶族群是蛋白激酶。蛋白激酶作用于特定的蛋白，改变蛋白活性，在临床上激酶常被作为诊断、药物研发及疾病靶向治疗的目标靶点。但是激酶分析相对难度较大，涉及到激酶数据库的选择、激酶活性预测、激酶与底物寻找、激酶药物靶点注释等多元化分析内容，不仅需要用到的分析方法多，而且需要具备较深的背景知识，这也大大提高了磷酸化数据深度挖掘的难度。

近期中科新生命针对激酶分析内容进行了进一步的升级，不仅可无缝衔接多种磷酸化修饰定量组学（4D-Labelfree磷酸化、DIA磷酸化、TMT磷酸化、磷酸化+蛋白联合分析），而且增加了多项激酶分析内容，现在随小编来一一揭示激酶分析的升级亮点。

原有激酶分析只是在大鼠、小鼠和人物种上。此次升级，通过参考数据库的扩展和大量数据测试，大大突破了物种的限制，多种物种，包括线虫、果蝇、拟南芥、小麦、水稻、玉米、番茄均可进行激酶注释。

对激酶的分析，首先要从功能上对其进行深入的解析，寻找激酶影响的磷酸化修饰蛋白所介导的关键信号通路。

磷酸化修饰组中通常采用KEGG、GO富集分析获取差异磷酸化肽段所属蛋白显著富集的通路和功能，但无法知晓某条通路下差异磷酸化蛋白的总体变化趋势，以及对应通路的状态（通路到底是激活还是抑制）。此外，设置差异磷酸化肽段筛选阈值可能会漏掉一些在统计学意义上无显著差异但实际有着重要生物学意义的蛋白。

此次升级，采用GSEA对于所有磷酸化肽段进行分析，找到差异不显著但磷酸化蛋白差异表达趋势趋于一致的功能基因集，同时还能够直观判断对应通路是处于被激活或抑制状态。具体GSEA分析如下图所示。

激酶的活性状态对于调控磷酸化修饰水平至关重要，本次升级，采用KSEA和GSEA对激酶活性状态进行分析和深度挖掘，便于筛选目标激酶。此次升级的分析内容如下图所示。

自20世纪80年代以来，激酶一直被认为是潜在的药物靶点，特别是基于对癌症的进展。目前已有数百种激酶抑制剂开发出来并在人类身上做了测试。

此次升级通过整合多种药靶数据库对激酶进行了注释，分析激酶中哪些已经成为/还未成为药靶、以及激酶对应药物的情况，便于老师进行药物靶点以及相关抑制剂的快速筛选。下图为结果示例：

人类蛋白激酶组可按结构域序列间的相似性划分为不同的group，在激酶树上根据不同激酶的进化距离可绘制激酶树。此次升级中，我们整理了详细的方法助力各位老师绘制激酶树。